gov-civil-vilareal.pt토성의 라비올리 위성 설명하기
>토성의 위성은 이상합니다.
내 말은, 정말로 기이 한. 카시니 우주선이 2004년 토성에 나타나 내부 위성의 일부를 플라이바이하기 시작했을 때 지구로 보낸 이미지가 너무 기이해서 실제로 내가 보고 있는 모양을 이해하기 위해 잠시 그들을 쳐다봐야 했습니다.
그 중 일부는 음... 라비올리처럼 보이기 때문입니다. 예, 심각합니다.
토성의 위성인 Atlas(왼쪽)와 Pan(오른쪽)은 둘 다 주변에 크고 평평한 테두리가 있어 라비올리처럼 보입니다. 신용 거래: NASA/JPL-Caltech/우주과학연구소
이 이미지는 작은(~35km 너비) 위성인 Atlas와 Pan을 보여줍니다. 내 말은, 어서 해봐요 . 보기만 해도 배가 고파집니다.
무엇이 그들이 이렇게 넓은 테두리를 갖게 했을까요?
첫 번째 생각은 위치와 관련이 있었습니다. . 두 위성 모두 고리 시스템 내부 또는 그 근처에서 토성을 공전합니다. 토성의 넓은 바깥쪽 고리를 A 고리라고 하며, 그 안에 엔케 갭(Encke Gap)이라고 하는 틈이 있는데 너비는 약 325km입니다. 팬은 이 간격 내부를 돌고 아틀라스는 A 고리의 날카로운 바깥쪽 가장자리 바로 바깥을 돌고 있습니다. 달의 중력이 얼음 고리 입자를 끌어당길 수 있다면 달의 적도를 따라 축적될 수 있고 달의 약한 중력이 이러한 기이한 구조를 형성할 수 있습니다.
그러나 이것이 사실이라면 위성은 토성의 중력으로 인한 조수로 인해 (럭비공과 같은) 타원체 모양을 형성해야 합니다. 그들은 그렇지 않으므로 다른 일이 진행되고 있어야 합니다.
카시니가 아틀라스에 접근하는 방식을 보여주는 애니메이션. 점들은 별이 아니라 Cassini의 탐지기와 충돌하는 아원자 입자입니다. 신용 거래: NASA/JPL-Caltech/우주과학연구소
행성 과학자 팀은 이러한 모양을 설명할 수 있는 또 다른 아이디어를 내놓았습니다. : 저속 충돌.
이 시나리오에서 , 달은 작은 입자가 충돌하고 서로 붙으면서 성장하지만 더 큰 물체가 형성됨에 따라 시간이 지남에 따라 과정이 바뀝니다. 첫째, 외부 고리에 적당한 크기의 달렛이 형성되고 고리와의 상호 작용으로 인해 토성에서 멀어집니다. 그러면 첫 번째 달이 생성된 지점에 더 작은 두 번째 달이 형성되고 이 달 역시 밖으로 이동합니다. 이 과정은 계속됩니다. 각 달이 고리를 통과해 멀어지면서 성장하고, 토성에서 멀어질수록 커지는 일련의 위성을 갖게 됩니다. 이 성장 과정을 피라미드 체제 .
그러나 이후에는 어떻게 됩니까? 새로운 연구는 이 위성들 사이의 저속 충돌을 관찰하여 그들이 어떤 형태를 취하는지 확인합니다. 이와 같은 물체가 충돌할 때 어떻게 행동하는지에 대한 정교한 컴퓨터 모델을 사용하여 그들은 놀라운 사실을 발견했습니다. 물체의 질량, 질감(고체에 비해 다공성인 경향이 있음), 중력의 조수를 설명했을 때, Pan과 Atlas의 모양을 꽤 잘 재현할 수 있습니다.
충돌은 정면 또는 거의 같아야 하며 초당 수십 미터의 속도로 발생합니다(고속도로 속도의 약 2배). 그런 일이 발생하면 두 가지가 충돌하고 병합되며 슬러시볼처럼 서로 엉겨붙어 재료가 눌려지면서 주변에 융기선을 형성합니다(아이스크림이 너무 따뜻할 경우 아이스크림 샌드위치의 아이스크림 부분과 이러한 음식은 비유가 나를 죽이고 있다)
토성의 위성 중 일부가 저속 충돌로 어떻게 형성되었는지에 대한 컴퓨터 모델의 애니메이션. 출처: 베른 대학교의 Adrien Leleu, Martin Jutzi 및 Martin Rubin.
능선이 있는 달릿이 형성된 후 주변 공간으로 던진 충격의 파편이 다시 축적되어 더 넓은 라비올리 유형 테두리를 형성할 수 있습니다. 그것 ~ 할 것 같다 또한 그 재료의 일부는 처음 제안된 아이디어처럼 고리에서 나올 수도 있습니다.
토성의 라비올리와 스패츨 위성인 Atlas, Pan, Prometheus(맨 위 줄)와 충돌을 기반으로 한 모양 모델(아래). 신용 거래: NASA/JPL-Caltech/우주과학연구소/베른대학교
이 방법은 길쭉하고 끝이 뾰족한 달인 프로메테우스의 매우 이상한 모양을 설명하기도 합니다. 충돌이 정확히 정면이 아니라 몇 도 정도 벗어난 경우 중심에서 벗어난 충돌로 인해 결과 물체가 더 길어지고 토성에서 오는 조수가 물체를 더 늘려 꼬이고 뾰족한 모양을 만듭니다. 그들의 모델은 실제 달의 모양과 섬뜩할 정도로 잘 어울립니다.
정면 충돌은 피라미드 과정의 자연스러운 결과일 것입니다. 왜냐하면 달은 처음에 고리면에서 형성되기 때문입니다. 매우 단단히 수축 . 그래서 그 부분도 효과가 있다.
호두 모양의 위성 Iapetus의 카시니 이미지(왼쪽)와 기이하고 거대한 적도 능선을 재현한 작은 위성 간의 충돌을 기반으로 한 모델. 신용 거래: NASA/JPL-Caltech/우주과학연구소/베른대학교
그들은 이 방법이 내부 위성에 효과가 있다는 것을 발견했지만 일부 큰 외부 위성에도 효과가 있을 수 있습니다. 나는 최근에 토성의 바깥쪽 위성인 Iapetus에 대해 썼습니다. 이 위성은 너비가 1,500km이고 적도 주위를 도는 거대한 능선을 가지고 있습니다. 그 기사에서 나는 충돌 후 달 주위의 물질 고리가 어떻게 표면에 축적되어 연속적인 산맥을 형성했는지 보여주는 일부 연구에 대해 썼습니다.
그러나 이 새로운 연구는 각각 질량이 이아페투스의 절반인 두 위성 사이의 느린 속도로 충돌한 후 형성된 산등성이를 시사한다. 그것은 가능하지만 정면 충돌은 Iapetus의 궤도만큼 멀리 떨어져 있고(행성에서 300만km가 훨씬 넘음) 토성의 적도에 대해 15°의 상당한 궤도 경사에서 발생할 가능성이 적습니다. 아마도 Iapetus는 그들이 예측한 방식으로 형성되었고 어떤 일이 발생하여 그것을 고도로 기울어진 궤도에 올려놓았을 것입니다. 분명하지 않아.
호텔 트란실바니아 2 상식 미디어
이 이야기의 교훈은 많다. 하나는 토성 내부 위성의 이상한 모양을 설명하는 것이 가능하고 다른 일부도 설명할 수 있지만 정확한 세부 사항을 파악하기 어려울 수 있다는 것입니다. 또 다른 하나는 경쟁하는 이론이 때로는 일부가 정확하고 결합될 수 있기 때문에 좋다는 것입니다.
세 번째는 Cassini가 임무를 마치고 토성의 대기에 뛰어든 지 몇 년이 지난 지금도 여전히 우리는 고리로 된 세계의 기이하고 기이한 위성 함대에 무슨 일이 일어나고 있는지 진정으로 이해하지 못한다는 것입니다. 이 모든 것이 모이는 데 시간이 걸릴 수 있으며 그때쯤이면 이러한 아이디어를 무효화하거나 지지할 수 있는 또 다른 임무가 토성에 있을 것입니다.
토성은 아름답고 이상한 곳입니다. 나는 그것에 대해 여전히 대답해야 할 질문이 항상 있을 것으로 기대합니다.
